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DE102014200416A1 - Apparatus and method for exciting a resolver - Google Patents

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DE102014200416A1
DE102014200416A1 DE102014200416.0A DE102014200416A DE102014200416A1 DE 102014200416 A1 DE102014200416 A1 DE 102014200416A1 DE 102014200416 A DE102014200416 A DE 102014200416A DE 102014200416 A1 DE102014200416 A1 DE 102014200416A1
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DE
Germany
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sensor
signal
component
winding
resolver
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Withdrawn
Application number
DE102014200416.0A
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German (de)
Inventor
Dr. Hopp Christian
Idris Khesravi
Peter Lück
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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Abstract

Ein elektrischer Signalgenerator (Q) zum Betreiben einer Erregerwicklung (WE) eines Resolvers (R), wobei der Resolver (R) wenigstens eine Sensorwicklung (WS, WS') aufweist, die in Reaktion auf das Betreiben der Erregerwicklung (WE) eine Sensorspannung (Us, Us') ausgibt, hat: – eine Überwachungsvorrichtung (Vü), die zum Empfangen eines die Sensorspannung (Us, Us') repräsentierenden Sensorsignals (Sa, Sa'), zum Ermitteln einer Stärke (|S|) eines Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') und zum Erzeugen eines Überwachungssignals (Sü) ausgebildet ist, das eine Information über die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') enthält; und – eine Ausgangseinheit (QA), die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Signal (I, U) zum Betreiben der Erregerwicklung (WE) bereitzustellen und in Abhängigkeit des Überwachungssignals (Sü) eine Amplitude (^I, ^U) des elektrischen Signals (I, U) zu verringern, wenn die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (SW1) überschreitet und/oder in Abhängigkeit des Überwachungssignals (Sü) eine Amplitude (^I, ^U) des elektrischen Signals (I, U) zu vergrößern, wenn die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert (SW2) unterschreitet.An electrical signal generator (Q) for operating a field winding (WE) of a resolver (R), wherein the resolver (R) has at least one sensor winding (WS, WS ') which generates a sensor voltage (WE) in response to the operation of the field winding (WE). Us, Us') has: a monitoring device (Vü) for receiving a sensor signal (Sa, Sa ') representing the sensor voltage (Us, Us') for determining a strength (| S |) of a component of the sensor signal (Sa, Sa ') and for generating a monitoring signal (Sü) is formed, which contains information about the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa'); and - an output unit (QA), which is designed to provide an electrical signal (I, U) for operating the excitation winding (WE) and in dependence of the monitoring signal (Sü) an amplitude (^ I, ^ U) of the electrical signal ( I, U), if the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') exceeds a predetermined first threshold value (SW1) and / or in dependence of the monitoring signal (Sü) has an amplitude (| ^ U) of the electrical signal (I, U) to increase when the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') below a predetermined second threshold (SW2).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Signalgenerator zum Betreiben einer Erregerwicklung eines Resolvers, eine Schaltungsanordnung mit einem Resolver und mit einer Resolver-Steuerung, ein Kraftfahrzeug mit einer Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betreiben eines Resolvers.The invention relates to an electrical signal generator for operating an exciter winding of a resolver, a circuit arrangement with a resolver and with a resolver control, a motor vehicle with a circuit arrangement and a method for operating a resolver.

Als „Resolver” bezeichnet man elektromagnetische Messumformer zur Wandlung einer Winkellage eines Rotors gegenüber einem Stator in eine elektrische Größe.A "resolver" is an electromagnetic transducer for converting an angular position of a rotor relative to a stator into an electrical variable.

Typischerweise umfassen Resolver je eine Statorwicklung für insgesamt zwei Statorphasen und genau eine Rotorwicklung. Grundsätzlich sind aber auch andere Anordnungen bekannt, beispielsweise mit mehr als zwei Statorphasen, oder Resolver, in denen zwei Rotorwicklungen für je eine Rotorphase, aber nur genau eine Statorwicklung vorgesehen sind. Außerdem werden Schaltungsanordnungen unterschieden, in denen der Resolver rotorseitig erregt wird und Schaltungsanordnungen, in denen der Resolver statorseitig erregt wird.Typically, resolvers each comprise a stator winding for a total of two stator phases and exactly one rotor winding. In principle, however, other arrangements are known, for example, with more than two stator phases, or resolver, in which two rotor windings are provided for each rotor phase, but only exactly one stator winding. In addition, a distinction is made between circuit arrangements in which the resolver is excited on the rotor side and circuit arrangements in which the resolver is excited on the stator side.

In der üblichen Konfiguration, in der genau eine Rotorwicklung und zwei Statorwicklungen vorgesehen sind, erfolgt die Erregung des Resolvers entweder einphasig mittels der Rotorwicklung oder zweiphasig mittels der zwei Statorwicklungen. In dem ersten Fall dient der Rotor als Geber für ein richtungsveränderliches magnetisches Wechselfeld und die beiden Statorwicklungen als Sensoren für das richtungsveränderliche magnetische Wechselfeld (dessen Richtung mittels der Sensoren zu ermitteln ist). In dem zweiten Fall dienen die beiden Statorwicklungen als Geber für ein richtungsveränderliches magnetisches Wechselfeld und die eine Rotorwicklung als Sensor für das richtungsveränderliche magnetische Wechselfeld. Für Resolver sind Messverfahren bekannt, die auf einer Nutzung des Dopplereffekts beruhen, Messverfahren, die auf Amplitudenmodulation beruhen und Messverfahren, die auf Phasenmodulation beruhen.In the usual configuration, in which exactly one rotor winding and two stator windings are provided, the excitation of the resolver takes place either single-phase by means of the rotor winding or two-phase by means of the two stator windings. In the first case, the rotor serves as a donor for a direction-changing magnetic alternating field and the two stator windings as sensors for the direction-changing magnetic alternating field (whose direction is to be determined by means of the sensors). In the second case, the two stator windings serve as donors for a directionally variable magnetic alternating field and the one rotor winding as a sensor for the directionally variable magnetic alternating field. For resolvers, measuring methods based on the use of the Doppler effect, measuring methods based on amplitude modulation and measuring methods based on phase modulation are known.

Eine aus der DE 1 298 298 A bekannte Winkelmessvorrichtung weist einen Rotor mit einer Rotorwicklung und einen Stator mit zwei zueinander senkrecht angeordneten Statorwicklungen auf. Ein magnetisches Wechselfeld, dessen Richtung mit der Winkelstellung synchron ist, wird erzeugt, indem der Rotorwicklung eine Sinusspannung zugeführt wird. Das magnetische Wechselfeld induziert in jeder der beiden Statorwicklungen jeweils ein Spannungssignal, dessen jeweilige Amplitude von der Winkelstellung der drehbaren Welle abhängig ist. Die in den beiden Sensorwicklungen induzierten Spannungen sind amplitudenmoduliert. Das dort beschriebene Messverfahren beruht insgesamt auf Phasenmodulation. Die Phasendemodulation wird hier wie folgt durchgeführt: Mittels Null-Indikatoren, einem Taktgeber und einem Taktimpulszähler werden Zeiten zwischen Null-Durchgängen einer ursprünglichen Sinusspannung und Nulldurchgängen der Spannungssignale gemessen. Aus den gemessenen Zeiten wird die Winkelstellung der drehbaren Welle ermittelt und digital codiert.One from the DE 1 298 298 A Known angle measuring device has a rotor with a rotor winding and a stator with two mutually perpendicular stator windings. An alternating magnetic field whose direction is synchronous with the angular position is generated by supplying a sine wave to the rotor winding. The alternating magnetic field induces in each of the two stator windings each a voltage signal whose respective amplitude is dependent on the angular position of the rotatable shaft. The induced voltages in the two sensor windings are amplitude modulated. The measuring method described there is based overall on phase modulation. The phase demodulation is performed here as follows: By means of zero indicators, a clock and a clock counter, times are measured between zero crossings of an original sine voltage and zero crossings of the voltage signals. From the measured times, the angular position of the rotatable shaft is determined and digitally coded.

Nachteilig an den bekannten Resolvern ist, dass sie keine zuverlässige Winkelmessung bei fehlerhaften Sensorspannungen erlauben.A disadvantage of the known resolvers is that they do not allow reliable angle measurement with faulty sensor voltages.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, mit denen die oben genannten Nachteile wenigstens teilweisen vermieden werden.The object of the present invention is to provide improved devices and methods with which the abovementioned disadvantages are at least partially avoided.

Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen elektrischen Signalgenerator nach Anspruch 1, die Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, das Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 und das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by the electrical signal generator according to the invention according to claim 1, the circuit arrangement according to claim 7, the motor vehicle according to claim 8 and the method according to claim 10.

Nach einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen elektrischen Signalgenerator zum Betreiben einer Erregerwicklung eines Resolvers, wobei der Resolver wenigstens eine Sensorwicklung aufweist, die in Reaktion auf das Betreiben der Erregerwicklung eine Sensorspannung ausgibt. Der elektrische Signalgenerator umfasst:

  • – eine Überwachungsvorrichtung, die zum Empfangen eines die Sensorspannung repräsentierenden Sensorsignals, zum Ermitteln einer Stärke eines Bestandteils des Sensorsignals und zum Erzeugen eines Überwachungssignals ausgebildet ist, das eine Information über die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals enthält; und
  • – eine Ausgangseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Signal zum Betreiben der Erregerwicklung bereitzustellen und in Abhängigkeit des Überwachungssignals eine Amplitude des elektrischen Signals zu verringern, wenn die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals einen vorgegebenen ersten Schwellenwert überschreitet und/oder in Abhängigkeit des Überwachungssignals eine Amplitude des elektrischen Signals zu vergrößern, wenn die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert unterschreitet.
According to a first aspect, the present invention relates to an electrical signal generator for operating an exciter winding of a resolver, wherein the resolver has at least one sensor winding, which outputs a sensor voltage in response to the operation of the excitation winding. The electrical signal generator comprises:
  • A monitoring device, which is designed to receive a sensor signal representing the sensor voltage, to determine a strength of a component of the sensor signal and to generate a monitoring signal which contains information about the determined strength of the component of the sensor signal; and
  • - An output unit which is adapted to provide an electrical signal for operating the exciter winding and to reduce depending on the monitoring signal, an amplitude of the electrical signal when the determined strength of the component of the sensor signal exceeds a predetermined first threshold and / or in response to the monitoring signal increase an amplitude of the electrical signal when the determined strength of the component of the sensor signal falls below a predetermined second threshold value.

Nach einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Schaltungsanordnung mit einem Resolver, der eine Erregerwicklung und wenigstens eine Sensorwicklung aufweist, und mit einer Resolver-Steuerung, wobei die Resolver-Steuerung einen elektrischen Signalgenerator nach dem ersten Aspekt aufweist und wenigstens einen Analog-Digital-Wandler der mit der wenigstens einen Sensorwicklung zum Empfang der Sensorspannung gekoppelt ist und wobei der erste und/oder der zweite Schwellenwert einen Betriebsbereich des wenigstens einen Analog-Digital-Wandlers repräsentieren.According to a second aspect, the present invention relates to a circuit arrangement with a resolver, which has an excitation winding and at least one sensor winding, and with a resolver control, wherein the resolver control comprises an electrical signal generator according to the first aspect and at least one analog-digital Transducer with the at least one sensor winding for receiving the sensor voltage and wherein the first and / or the second threshold represent an operating range of the at least one analog-to-digital converter.

Nach einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Schaltungsanordnung nach dem zweiten Aspekt.According to a third aspect, the present invention relates to a motor vehicle having a circuit arrangement according to the second aspect.

Nach einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Resolvers, wobei der Resolver eine Erregerwicklung und wenigstens eine Sensorwicklung aufweist, die in Reaktion auf das Betreiben der Erregerwicklung eine Sensorspannung ausgibt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

  • – Betreiben der Erregerwicklung mit einem elektrischen Signal;
  • – Erfassen der Sensorspannung;
  • – Erzeugen eines Sensorsignals auf Grundlage der erfassten Sensorspannung;
  • – Ermitteln einer Stärke eines Bestandteils des Sensorsignals;
  • – Erzeugen eines Überwachungssignals, das eine Information über die ermittelte Stärke des Bestandteils des demodulierten Sensorsignals enthält;
  • – Verringern einer Amplitude des elektrischen Signals in Abhängigkeit des Überwachungssignals, wenn die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals einen vorgegebenen ersten Schwellenwert überschreitet, und/oder
  • – Vergrößern einer Amplitude des elektrischen Signals in Abhängigkeit des Überwachungssignals, wenn die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert unterschreitet.
According to a fourth aspect, the present invention relates to a method of operating a resolver, the resolver having a field winding and at least one sensor winding that outputs a sensor voltage in response to the driving of the field winding, the method comprising the steps of:
  • - Operating the exciter winding with an electrical signal;
  • - Detecting the sensor voltage;
  • Generating a sensor signal based on the detected sensor voltage;
  • - determining a strength of a component of the sensor signal;
  • - generating a monitoring signal containing information about the detected strength of the component of the demodulated sensor signal;
  • - Reducing an amplitude of the electrical signal in response to the monitoring signal when the determined strength of the component of the sensor signal exceeds a predetermined first threshold, and / or
  • - Increasing an amplitude of the electrical signal in response to the monitoring signal when the determined strength of the component of the sensor signal falls below a predetermined second threshold.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description of preferred embodiments of the present invention.

Unabhängig davon, nach welchem Grundaufbau der Resolver aufgebaut ist und auf welchem der eingangs beispielhaft erwähnten Messprinzipien der Resolver beruht, wurde festgestellt, dass das in einer Sensorwicklung induzierte Messsignal nicht ausgewertet werden kann, wenn an der Sensorwicklung oder an einem Anschluss der Sensorwicklung (beispielsweise infolge eines Isolationsfehlers) ein Nebenschluss entstanden ist.Regardless of the basic structure of the resolver is constructed and based on which of the above-exemplified measurement principles of the resolver, it was found that the induced signal in a sensor winding signal can not be evaluated if at the sensor winding or at a terminal of the sensor winding (for example an insulation fault) a shunt has arisen.

Bei Antriebsaggregaten von Maschinen (beispielsweise Werkzeugmaschinen) oder Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, kann die Drehwinkel- oder Drehzahlinformation des Resolvers für den Betrieb des Antriebsaggregats erforderlich sein. In Kraftfahrzeugen werden Resolver beispielsweise zur Lageerfassung von elektrischen Traktionsantrieben und zur Lageerfassung von elektromechanischen Lenksystemen verwendet. Deshalb kann eine Nichtauswertbarkeit des Messsignals eines Sensorwicklung infolge eines Nebenschlusses zu einer Störung des Antriebsaggregats oder des Lenksystems und damit zu einer Verfügbarkeitseinschränkung der Maschine oder des Kraftfahrzeugs führen.In drive units of machines (such as machine tools) or vehicles, especially motor vehicles, the rotation angle or speed information of the resolver may be required for the operation of the drive unit. In motor vehicles, resolvers are used, for example, for detecting the position of electric traction drives and for detecting the position of electromechanical steering systems. Therefore, a non-evaluability of the measurement signal of a sensor winding as a result of a shunt to a malfunction of the drive unit or the steering system and thus lead to an availability limitation of the engine or the motor vehicle.

Ähnliche Probleme können entstehen, wenn Fehler auftreten, die die Amplitude der in der Sensorwicklung induzierten Spannung auf einen Wert verkleinern, der unterhalb eines ohnehin vorgesehenen Toleranzbereichs liegt. Beispiele hierfür sind: ein zu kleines Übertragungsverhältnis zwischen Erregerwicklung und Sensorwicklung (beispielsweise aufgrund eines Windungsschlusses in der Sensorwicklung), mechanische Toleranzen, ein zu hoher Übergangswiderstand (beispielsweise an einer Lötstelle oder einem Steckkontakt) oder Korrosionsschäden. Auch ist es möglich, dass Fehler auftreten, die die Amplitude der in der Sensorwicklung induzierten Spannung auf einen Wert vergrößern, der oberhalb eines ohnehin vorgesehenen Toleranzbereiches liegt. Beispiele hierfür sind: ein zu hohes Übersetzungsverhältnis (beispielsweise aufgrund eines Windungsschlusses in der Erregerwicklung).Similar problems can arise when errors occur which reduce the amplitude of the voltage induced in the sensor winding to a value which is below a tolerance range provided in any case. Examples include: too small a transmission ratio between the field winding and the sensor winding (for example due to a short circuit in the sensor winding), mechanical tolerances, excessive contact resistance (for example at a solder joint or a plug contact) or corrosion damage. It is also possible that errors occur which increase the amplitude of the voltage induced in the sensor winding to a value which is above an already provided tolerance range. Examples of this are: too high a transmission ratio (for example, due to a short circuit in the excitation winding).

Ein Konzept der Erfindung kann darin gesehen werden, dass die Amplitude des Erregerstroms beziehungsweise der Erregerspannung in Abhängigkeit eines Fehlerbildes des demodulierten Sensorsignals verändert, verkleinert oder vergrößert wird. Damit ist es im Gegensatz zu bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen zumindest bei bestimmten Fehlerszenarien (die in der Praxis auftreten) möglich, den Resolver trotz eines Fehlers für eine Bereitstellung von Drehwinkelinformationen und/oder für eine Bereitstellung von Drehzahlinformationen weiterzunutzen. Hierdurch kann beispielsweise eine Maschine oder ein (Kraft-)Fahrzeug, die bzw. das zum Betrieb Drehwinkel- oder Drehzahlinformationen des Resolvers benötigt, weitergenutzt werden. Die Weiternutzung kann auch in einem Notbetrieb geschehen. Einem Maschinen- oder Fahrzeugnutzer können so Unannehmlichkeiten erspart werden, die mit einem Liegenbleiben der Maschine oder des Fahrzeugs verbunden wären. Der erkannte Fehler kann dann beispielsweise im Hintergrund (d. h. ohne den Maschinen- oder Fahrzeugnutzer darüber zu informieren) als Diagnosedatum vermerkt werden und im Rahmen einer Routinewartung behoben werden. In manchen Anwendungsszenarien kann es (beispielsweise aus Sicherheitsgründen) zweckmäßig sein, den Maschinen- oder Fahrzeugnutzer über die Einleitung des Notbetriebs (beispielsweise mittels eines Warnhinweises) in Kenntnis zu setzen.A concept of the invention can be seen in that the amplitude of the excitation current or the excitation voltage is changed, reduced or increased in dependence on an error pattern of the demodulated sensor signal. Thus, in contrast to known generic devices, at least for certain fault scenarios (which occur in practice), it is possible to continue to use the resolver, despite an error, for providing rotational angle information and / or for providing rotational speed information. As a result, for example, a machine or a (power) vehicle that requires rotational angle or rotational speed information of the resolver for operation can continue to be used. The further use can also happen in an emergency operation. A machine or vehicle user can thus be spared inconvenience that would be associated with a stoppage of the machine or the vehicle. The detected error can then be noted, for example in the background (that is to say without informing the machine or vehicle user) as a diagnostic date and remedied as part of routine maintenance. In some application scenarios, it may be appropriate (for safety reasons, for example) to inform the machine or vehicle user about the initiation of emergency operation (for example by means of a warning).

Manche Ausführungsformen betreffen entsprechend einen elektrischen Signalgenerator zum Betreiben einer Erregerwicklung eines Resolvers. Der Resolver weist neben der wenigstens einen Erregerwicklung auch wenigstens eine Sensorwicklung auf, die in Reaktion auf das Betreiben der Erregerwicklung eine Sensorspannung ausgibt, die entsprechend, wie oben ausgeführt, induziert wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Ausführung des Resolvers bestimmt. Wie oben ausgeführt, kann der Resolver zur Winkelmessung verwendet werden, z. B. in einer Maschine oder in einem Kraftfahrzeug. Er kann er zur Lage- bzw. Drehzahlmessung bei einer elektrischen Maschine dienen, die das Kraftfahrzeugs oder Teile davon, wie eine Lenkung, antreibt.Some embodiments accordingly relate to an electrical signal generator for operating a field winding of a resolver. The resolver has next to the at least one The excitation winding also has at least one sensor winding which, in response to the operation of the exciter winding, outputs a sensor voltage which is induced accordingly, as stated above. The present invention is not intended for a particular embodiment of the resolver. As stated above, the resolver can be used for angle measurement, e.g. B. in a machine or in a motor vehicle. He can he used to Lage- or speed measurement in an electric machine that drives the motor vehicle or parts thereof, such as a steering.

Der Signalgenerator umfasst eine Überwachungsvorrichtung, die zum Empfangen eines die Sensorspannung repräsentierenden Sensorsignals, zum Ermitteln einer Stärke eines Bestandteils des Sensorsignals und zum Erzeugen eines Überwachungssignals ausgebildet ist, das eine Information über die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals enthält. Die Überwachungsvorrichtung kann z. B. u. a. einen Mikroprozessor oder dergleichen aufweisen, der dazu eingereicht ist, die genannten Funktionen auszuführen.The signal generator comprises a monitoring device which is designed to receive a sensor signal representing the sensor voltage, to determine a strength of a component of the sensor signal and to generate a monitoring signal which contains information about the determined strength of the component of the sensor signal. The monitoring device can, for. B. u. a. a microprocessor or the like, which is submitted to perform said functions.

Das Sensorsignal kann zum Beispiel von einem Analog-Digital-Wandler einer Resolver-Steuerung stammen, der die Sensorspannung der wenigstens einen Sensorspule empfängt und in ein digitales Sensorsignal umwandelt. Das digitale Sensorsignal kann außerdem in einen Demodulator eingespeist werden, das das digitale Sensorsignal demoduliert. Dementsprechend kann das Sensorsignal auch ein digitales, demoduliertes Sensorsignal sein.The sensor signal may originate, for example, from an analog-to-digital converter of a resolver controller, which receives the sensor voltage of the at least one sensor coil and converts it into a digital sensor signal. The digital sensor signal may also be fed to a demodulator which demodulates the digital sensor signal. Accordingly, the sensor signal may also be a digital, demodulated sensor signal.

Der elektrische Signalgenerator umfasst außerdem eine Ausgangseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Signal zum Betreiben der Erregerwicklung bereitzustellen. Das elektrische Signal kann ein Spannungssignal oder ein Stromsignal sein, das entsprechend die Erregerwicklung mit elektrischer Energie, insbesondere einem Erregerostrom bzw. einer Erregerspannung versorgt. Das elektrische Signal kann z. B. sinus- oder kosinusförmig oder einen anderen Verlauf haben, der für die Erregung der Erregerwicklung des Resolvers verwendbar ist. Die Ausgangseinheit ist weiter dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des Überwachungssignals eine Amplitude des elektrischen Signals zu verringern, wenn die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals einen vorgegebenen ersten Schwellenwert überschreitet und/oder in Abhängigkeit des Überwachungssignals eine Amplitude des elektrischen Signals zu vergrößern, wenn die ermittelte Stärke des Bestandteils des Sensorsignals einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert unterschreitet. Auch wenn hier der elektrisch Signalgenerator eine Ausgangseinheit und eine Überwachungseinheit aufweist, so können die Ausgangseinheit und die Überwachungseinheit auch zusammen in einer Einheit realisiert sein, z. B. durch einen Mikroprozessor mit entsprechender Elektronik. Folglich sind die Ausgangseinheit und die Überwachungseinheit funktional zu verstehen, deren Funktionen von einer einzigen Einheit ausgeführt werden können.The electrical signal generator also includes an output unit configured to provide an electrical signal to operate the field winding. The electrical signal may be a voltage signal or a current signal which supplies the excitation winding with electrical energy, in particular an exciter current or an exciter voltage. The electrical signal can z. B. sinusoidal or cosinusoidal or have a different course, which is useful for the excitation of the exciter winding of the resolver. The output unit is further configured to reduce an amplitude of the electrical signal as a function of the monitoring signal if the determined strength of the component of the sensor signal exceeds a predetermined first threshold value and / or increase an amplitude of the electrical signal in response to the monitoring signal, if the determined Strength of the component of the sensor signal falls below a predetermined second threshold. Although here the electric signal generator has an output unit and a monitoring unit, the output unit and the monitoring unit can also be realized together in one unit, for. B. by a microprocessor with appropriate electronics. Consequently, the output unit and the monitoring unit are to be understood functionally, whose functions can be performed by a single unit.

Wie oben ausgeführt, kann eine Amplitude des Sensorsignals derart ausgestaltet sein, dass sie nicht ausgewertet werden kann. Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass die Amplitude der Sensorspannung teilweise oder sogar ganz außerhalb eines Arbeitsbereiches eines Analog-Digital-Wandlers liegt, der die Sensorspannung in ein digitales Sensorsignal umwandelt, wie es oben bereits erwähnt wurde. Der Arbeitsbereich des Analog-Digital-Wandlers hat typischerweise eine obere und eine untere Grenze, sodass Amplituden eines eingehenden Spannungssignals, die die oberen bzw. untere Grenze überschreiten, nicht digitalisiert werden können, sondern z. B. abgeschnitten werden. Dementsprechend geht Information verloren. Daher analysiert die Überwachungsvorrichtung das empfangene Sensorsignal und erkennt z. B., dass eine Amplitude oben und/oder unten abgeschnitten wurde. Dies kann z. B. anhand der unstetigen Veränderung des Signalverlaufes des Sensorsignals an der Abschneidestelle erkannt werden. Die obere bzw. untere Grenze des Arbeitsbereiches des Analog-Digital-Wandlers kann durch den ersten Schwellenwert repräsentiert werden. Der zweite Schwellenwert kann dabei eine untere Toleranzschwelle des Analog-Digital-Wandlers repräsentiert, die eine minimale Größe von Signalamplituden repräsentiert. Eine zu große Signalamplitude übersteigt die obere und/oder untere Grenze des Arbeitsbereiches und damit den ersten Schwellenwert und die Ausgabeeinheit verringert entsprechend die Amplitude des elektrischen Signal, mit dem die Erregerwicklung betrieben wird. Eine zu kleine Amplitude unterschreitet den zweiten Schwellenwert und die Ausgabeeinheit vergrößert die Amplitude des elektrischen Signals, mit dem die Erregerwicklung betrieben wird. Die Ausgabeeinheit kann die Amplitude des elektrischen Signals solange vergrößern/verkleinern, bis der Bestandteil des Sensorsignals nicht mehr den ersten/zweiten Schwellenwert überschreitet/unterschreitet.As stated above, an amplitude of the sensor signal can be configured such that it can not be evaluated. This can be z. B. happen that the amplitude of the sensor voltage is partially or even completely outside of a working range of an analog-to-digital converter, which converts the sensor voltage into a digital sensor signal, as already mentioned above. The operating range of the analog-to-digital converter typically has an upper and a lower limit, so that amplitudes of an incoming voltage signal that exceed the upper or lower limit can not be digitized, but z. B. be cut off. Accordingly, information is lost. Therefore, the monitoring device analyzes the received sensor signal and recognizes z. B. that an amplitude was cut off at the top and / or bottom. This can be z. B. be detected on the basis of the discontinuous change in the signal waveform of the sensor signal at the cutting point. The upper or lower limit of the working range of the analog-to-digital converter can be represented by the first threshold value. The second threshold value may represent a lower tolerance threshold of the analog-to-digital converter, which represents a minimum size of signal amplitudes. Too large a signal amplitude exceeds the upper and / or lower limit of the operating range and thus the first threshold and the output unit correspondingly reduces the amplitude of the electrical signal with which the exciter winding is operated. Too small an amplitude falls below the second threshold and the output unit increases the amplitude of the electrical signal with which the excitation winding is operated. The output unit can increase / decrease the amplitude of the electrical signal until the component of the sensor signal no longer exceeds / falls below the first / second threshold value.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Bestandteil, dessen Stärke mittels der Überwachungsvorrichtung ermittelt wird, einen Gleichanteil des Sensorsignals, einen Maximalwert des Sensorsignals oder einen Minimalwert des Sensorsignals umfasst. Hierdurch können beispielsweise Auswirkungen eines unsymmetrischen Nebenschlusses an einer Sensorwicklung abgemildert werden. Außerdem kann die Ausgabeeinheit auch einen Offset des elektrischen Signals entsprechend verschieben, sodass z. B. ein Sensorsignal, welches den Arbeitsbereich unsymmetrisch übersteigt, z. B. nur die obere oder nur die untere Grenze, wieder in den Arbeitsbereich „geschoben” wird und dadurch nicht mehr den ersten Schwellenwert überschreitet.A preferred embodiment provides that the component whose intensity is determined by means of the monitoring device comprises a DC component of the sensor signal, a maximum value of the sensor signal or a minimum value of the sensor signal. As a result, for example, effects of an asymmetrical shunt on a sensor winding can be mitigated. In addition, the output unit can also shift an offset of the electrical signal accordingly, so z. B. a sensor signal which exceeds the working range unbalanced, z. B. only the upper or only the lower limit, again in the Workspace is "pushed" and thus no longer exceeds the first threshold.

Es gibt Anwendungsszenarien, in denen es von Vorteil ist, wenn der Bestandteil, dessen Stärke mittels der Überwachungsvorrichtung erfasst wird, eine Amplitude des Sensorsignals umfasst. Eingangs wurden Fehlerszenarien (wie beispielsweise Windungsschlüsse) erwähnt, in denen das Sensorsignal zwar nicht mit einem störenden Gleichanteil beaufschlagt ist, aber dennoch eine zu kleine oder zu große Amplitude aufweist. Die hier vorgeschlagene Maßnahme ermöglicht, die Vorteile der Erfindung auch in solchen Fehlerszenarien zu nutzen.There are application scenarios in which it is advantageous if the component whose strength is detected by means of the monitoring device comprises an amplitude of the sensor signal. In the beginning, error scenarios (such as windings) were mentioned in which, although the sensor signal is not subjected to a disturbing DC component, it still has too small or too large an amplitude. The measure proposed here makes it possible to use the advantages of the invention even in such error scenarios.

Von Vorteil ist, wenn eine Abhängigkeit zwischen der Stärke des Bestandteils des Sensorsignals und der Amplitude des elektrischen Signals, insbesondere des Erregerstroms oder der Erregerspannung, zumindest dann streng monoton ist, wenn die Stärke des Bestandteils des Sensorsignals höher ist als der vorgegebene erste Schwellenwert. Mittels einer solchen klaren Abhängigkeit zwischen der Stärke des Bestandteils des Sensorsignals und der Amplitude des elektrischen Signals ist ein verlässliches und reproduzierbares Betriebsverhalten des Resolvers möglich, wenn die Stärke den ersten Schwellenwert überschritten hat.It is advantageous if a dependence between the strength of the component of the sensor signal and the amplitude of the electrical signal, in particular the excitation current or the excitation voltage, is at least strictly monotonic, if the strength of the component of the sensor signal is higher than the predetermined first threshold value. By means of such a clear dependence between the strength of the component of the sensor signal and the amplitude of the electrical signal, a reliable and reproducible performance of the resolver is possible if the strength has exceeded the first threshold.

Auch ist es von Vorteil, wenn eine Abhängigkeit zwischen der Stärke des Bestandteils des Sensorsignals und der Amplitude des elektrischen Signals zumindest dann streng monoton ist, wenn die Stärke des Bestandteils des Sensorsignals niedriger ist als der vorgegebene zweite Schwellenwert. Mittels einer solchen klaren Abhängigkeit zwischen der Stärke des Bestandteils des Sensorsignals und der Amplitude des elektrischen Signals ist ein verlässliches und reproduzierbares Betriebsverhalten des Resolvers möglich, wenn die Stärke den zweiten Schwellenwert unterschritten hat.It is also advantageous if a dependence between the strength of the component of the sensor signal and the amplitude of the electrical signal is at least strictly monotonic if the strength of the component of the sensor signal is lower than the predetermined second threshold value. By means of such a clear dependence between the strength of the component of the sensor signal and the amplitude of the electrical signal, a reliable and reproducible performance of the resolver is possible if the strength has fallen below the second threshold value.

Unabhängig davon hat es Vorteile, wenn der erste Schwellenwert um einen Hysteresewert größer ist als der zweite Schwellenwert. Durch einen solchen Hysteresewert kann ein störendes unnötiges Hin- und Herwechseln zwischen zwei Betriebszuständen vermieden werden.Regardless, it is advantageous if the first threshold is greater than the second threshold by a hysteresis value. By such a hysteresis value, a disturbing unnecessary switching back and forth between two operating states can be avoided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der zeigen:Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:

1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Schaltungsanordnung, die einen Resolver mit einer erfindungsgemäßen Resolver-Steuerung aufweist; 1 schematically a vehicle with a circuit arrangement having a resolver with a resolver control according to the invention;

2 schematisch Spannungszeitdiagramme in einem störungsfreien Betriebszustand eines bekannten Resolvers; 2 schematically voltage-time diagrams in a trouble-free operating state of a known resolver;

3 schematisch Spannungszeitdiagramme in einem gestörten Betriebszustand eines bekannten Resolvers, wobei die Störung durch einen Nebenschluss einer Sensorwicklung verursacht wird; 3 schematically voltage timing diagrams in a disturbed operating state of a known resolver, wherein the disturbance is caused by a shunt of a sensor winding;

4 schematisch Spannungszeitdiagramme in einem erfindungsgemäßen Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Resolvers, der näherungsweise störungsfrei ist, obwohl hier ein gleicher Nebenschluss vorliegt wie in 3; 4 schematically voltage timing diagrams in an operating state according to the invention of a resolver according to the invention, which is approximately trouble-free, although here is the same shunt as in 3 ;

5 schematisch Spannungszeitdiagramme in einem erfindungsgemäßen Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Resolvers, der näherungsweise störungsfrei ist, obwohl hier ein Windungsschluss der Erregerwicklung vorliegt; 5 schematically voltage timing diagrams in an operating state according to the invention of a resolver according to the invention, which is approximately free of interference, although here there is a turn circuit of the field winding;

6 schematisch Spannungszeitdiagramme in einem Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Resolvers, der näherungsweise störungsfrei ist, obwohl hier ein Windungsschluss der Sensorwicklung vorliegt; 6 schematically voltage timing diagrams in an operating state of a resolver according to the invention, which is approximately free of interference, although there is a winding short circuit of the sensor winding here;

7 schematisch eine Abhängigkeit einer Amplitude eines Erregerstroms von einer Stärke eines Bestandteils eines demodulierten Sensorsignals eines Resolvers; 7 schematically a dependence of an amplitude of an exciting current of a strength of a component of a demodulated sensor signal of a resolver;

8 schematisch einen Ablauf eines Verfahren zum Erregen eines Resolvers. 8th schematically a flow of a method for exciting a resolver.

Die in 1 gezeigte Schaltungsanordnung 10 eines Fahrzeugs FZ, das insbesondere ein Kraftfahrzeug ist, umfasst einen Resolver R und eine Resolver-Steuerung RS. Der Resolver R weist einen Stator ST und einen gegenüber dem Stator ST drehbar gelagerten Rotor RO auf. Rotor RO und Stator ST haben eine gemeinsame Hauptlängsachse. Teil des Rotors RO ist eine Erregerwicklung WE, die sich bei einer Drehbewegung des Rotors RO zusammen mit dem Rotor RO in dem Stator ST dreht. Teil des Stators ST sind eine erste Sensorwicklung WS mit einer ersten (festen) Drehwinkelposition DP und eine zweite Sensorwicklung WS' mit einer zweiten (festen) Drehwinkelposition DP'. Die erste DP und die zweite DP' Drehwinkelposition unterscheiden sich um 90°. Aus Sicht der gemeinsamen Hauptlängsachse sind die Erregerwicklung WE und die beiden Sensorwicklungen WS, WS' jeweils in einer Transversalebene angeordnet. Zwei dieser Transversalebenen oder alle drei Transversalebenen können im Wesentlichen identisch sein.In the 1 shown circuit arrangement 10 of a vehicle FZ, which is in particular a motor vehicle, comprises a resolver R and a resolver control RS. The resolver R has a stator ST and a rotor RO rotatably mounted with respect to the stator ST. Rotor RO and stator ST have a common main longitudinal axis. Part of the rotor RO is a field winding WE, which rotates in a rotation of the rotor RO together with the rotor RO in the stator ST. Part of the stator ST are a first sensor winding WS with a first (fixed) rotational angular position DP and a second sensor winding WS 'with a second (fixed) rotational angular position DP'. The first DP and the second DP 'angular position differ by 90 °. From the point of view of the common main longitudinal axis, the excitation winding WE and the two sensor windings WS, WS 'are each arranged in a transverse plane. Two of these transverse planes or all three transversal planes may be substantially identical.

Die Erregerwicklung WE bildet zusammen mit der ersten Sensorwicklung WS eine erste Übertrageranordnung. Entsprechend bildet die Erregerwicklung WE zusammen mit der zweiten Sensorwicklung WS' eine zweite Übertrageranordnung. Ein erster magnetischer Kopplungsgrad der ersten Übertrageranordnung ist von einer Drehwinkelposition α der Erregerwicklung WE im Verhältnis zu einer (festen) Drehwinkelposition DP der ersten Sensorwicklung WS abhängig. Entsprechend ist ein zweiter magnetischer Kopplungsgrad der zweiten Übertrageranordnung von der Drehwinkelposition α der Erregerwicklung WE im Verhältnis zu einer (festen) Drehwinkelposition DP' der zweiten Sensorwicklung abhängig. Es gibt eine erste DP und eine dazu um 180° verdrehte zweite Drehwinkelstellung DP + 180° des Rotors, in welcher der Betrag des ersten magnetischen Kopplungsgrads ein Maximum einnimmt und der Betrag des zweiten magnetischen Kopplungsgrads ein Minimum einnimmt. Außerdem gibt es eine dritte Drehwinkelstellung DP' und eine dazu um 180° verdrehte vierte Drehwinkelstellung DP' + 180° des Rotors, in welcher der Betrag des ersten magnetischen Kopplungsgrads ein Minimum einnimmt und der Betrag des zweiten magnetischen Kopplungsgrad ein Maximum einnimmt. Zwischen den genannten Winkelpositionen gibt es Zwischenpositionen, in denen die Kopplungsgrade Zwischenwerte annehmen, die zwischen Minimum und Maximum des jeweiligen Kopplungsgrades liegen.The excitation winding WE forms, together with the first sensor winding WS, a first transformer arrangement. Accordingly, the exciter winding WE together with the second sensor winding WS 'forms a second transformer arrangement. A first magnetic coupling degree of the first transformer arrangement is of a rotational angle position α of Exciter winding WE in relation to a (fixed) rotational angle position DP of the first sensor winding WS dependent. Accordingly, a second degree of magnetic coupling of the second transformer arrangement is dependent on the rotational angle position α of the field winding WE in relation to a (fixed) rotational angle position DP 'of the second sensor winding. There is a first DP and a 180 ° rotated second rotational angle position DP + 180 ° of the rotor, in which the amount of the first magnetic coupling degree takes a maximum and the amount of the second magnetic coupling degree takes a minimum. In addition, there is a third angular position DP 'and a rotated by 180 ° fourth angular position DP' + 180 ° of the rotor, in which the amount of the first magnetic coupling degree takes a minimum and the amount of the second degree of magnetic coupling takes a maximum. Between the mentioned angular positions there are intermediate positions in which the degrees of coupling assume intermediate values which lie between minimum and maximum of the respective coupling degree.

Die Schaltungsanordnung 10 hat eine Resolver-Steuerung RS zur Steuerung des Resolvers R, wobei die Resolver-Steuerung RS einen elektrischen Signalgenerator Q hat.The circuit arrangement 10 has a resolver controller RS for controlling the resolver R, the resolver controller RS having an electrical signal generator Q.

Eine Ausgangseinheit QA des elektrischen Signalgenerators Q stellt als elektrisches Signal einen Erregerstrom I bereit, der in die Erregerwicklung WE eingeprägt wird oder eine Erregerspannung U bereit, die an die Erregerwicklung WE angelegt wird. Ein zeitlicher Verlauf der Erregerspannung U beziehungsweise des Erregerstroms I ist sinusförmig und weist eine Frequenz auf, mit der sich elektrische Energie, die in die Erregerwicklung eingespeist wird, mittels eines dadurch erzeugten magnetischen Wechselfeldes ϕ effizient zu den Sensorwicklungen WS, WS' übertragen lässt.An output unit QA of the electrical signal generator Q provides as an electrical signal an excitation current I ready, which is impressed into the excitation winding WE or an excitation voltage U ready, which is applied to the excitation winding WE. A temporal progression of the exciter voltage U or of the excitation current I is sinusoidal and has a frequency with which electrical energy which is fed into the excitation winding can be efficiently transferred to the sensor windings WS, WS 'by means of an alternating magnetic field φ generated thereby.

Außerdem ist in der 1 als Beispiel für eine mögliche Betriebsstörung ein Nebenschluss der ersten Sensorwicklung WS gegen eine Versorgungsspannung (beispielsweise Klemme 30) dargestellt (siehe Nebenschlusswiderstand RN).Moreover, in the 1 as an example of a possible malfunction a shunt of the first sensor winding WS against a supply voltage (for example, terminal 30 ) (see Shunt Resistor RN).

Um eine Störunempfindlichkeit zu verbessern und eine Demodulation der in den Sensorwicklungen WS, WS' induzierten (Sensor-)Spannungen Us, Us' digital durchführen zu können, weist die Resolver-Steuerung RS einen ersten und einen zweiten Analog-Digital-Wandler AD, AD' auf. Der erste Analog-Digital-Wandler AD ist mit der ersten Sensorwicklung WS gekoppelt und empfängt die erste induzierte Sensorspannung Us und wandelt diese in eine digitalisierte Sensorspannung Usd um. Der zweite Analog-Digital-Wandler AD' ist mit der zweiten Sensorwicklung WS' gekoppelt und empfängt die zweite induzierte Sensorspannung Us' und wandelt diese in eine zweite digitalisierte Sensorspannung Usd' um.In order to improve immunity to interference and to be able to carry out a demodulation of the (sensor) voltages Us, Us' induced in the sensor windings WS, WS, the resolver control RS has a first and a second analog-to-digital converter AD, AD ' on. The first analog-to-digital converter AD is coupled to the first sensor winding WS and receives the first induced sensor voltage Us and converts these into a digitized sensor voltage Usd. The second analog-to-digital converter AD 'is coupled to the second sensor winding WS' and receives the second induced sensor voltage Us 'and converts it into a second digitized sensor voltage Usd'.

Die Resolver-Steuerung RS weist weiter einen ersten mit dem ersten Analog-Digital-Wandler AD gekoppelten Demodulator D zur Amplitudendemodulation der ersten digitalisierten Sensorspannung Usd auf, wobei der Demodulator D ein erstes demoduliertes Sensorsignal Sa ausgibt. Entsprechend weist die Resolver-Steuerung RS auch einen zweiten mit dem zweiten Analog-Digital-Wandler AD' gekoppelten Demodulator D' zur Amplitudendemodulation der zweiten digitalisierten Sensorspannung Usd' auf, wobei der Demodulator D ein zweites demoduliertes Sensorsignal Sa' ausgibt.The resolver controller RS further has a first demodulator D coupled to the first analog-to-digital converter AD for amplitude demodulation of the first digitized sensor voltage Usd, the demodulator D outputting a first demodulated sensor signal Sa. Correspondingly, the resolver control RS also has a second demodulator D 'coupled to the second analog-digital converter AD' for amplitude demodulation of the second digitized sensor voltage Usd ', the demodulator D outputting a second demodulated sensor signal Sa'.

Der elektrischen Signalgenerator Q hat eine Überwachungseinheit Vü, die einen Mikroprozessor und einen Speicher aufweist, um die folgenden Funktionen auszuführen und Daten, wie ersten und zweite Schwellenwerte SW1 und SW2 und andere Parameter zu speichern. Die Überwachungseinheit Vü empfängt eine Kopie des ersten und zweiten demodulierten Sensorsignals Sa, Sa' und analysiert diese, wie es auch weiter unten erläutert wird. Durch die Analyse stellt die Überwachungseinheit Vü fest, ob das erste bzw. zweite demodulierte Sensorsignal Sa, Sa' bzw. eine ermittelte Stärke eines Bestandteils des ersten bzw. zweiten demodulierte Sensorsignals Sa, Sa' den ersten Schwellenwert SW1 überschreiten oder den zweiten Schwellenwert SW2 unterschreiten, wie es oben erläutert wurde und weiter unten noch erklärt wird. Entsprechend gibt die Überwachungseinheit Vü ein Überwachungssignal Sü aus, das von der mit ihr gekoppelten Ausgangseinheit QA empfangen wird. Das Überwachungssignal Sü enthält eine Information über die ermittelte Stärke eines Bestandteils des ersten demodulierten Sensorsignals Sa bzw. zweiten demodulierten Sensorsignals Sa'. Diese Information kann die Stärke selbst repräsentieren und/oder eine Angabe darüber sein, ob die Stärke des Bestandteils den ersten Schwellenwert SW1 überschreitet bzw. den zweiten Schwellenwert SW2 unterschreitet. Je nachdem kann folglich die Überprüfung, ob die ermittelte Stärke den ersten Schwellenwert SW1 überschreitet bzw. den zweiten Schwellenwert SW2 unterschreitet in der Überwachungseinheit Vü stattfinden oder in der Ausgabeeinheit QA. Die Ausgabeeinheit QA verringert oder erhöht in Abhängigkeit des empfangenen Überwachungssignals Sü die Amplitude des elektrischen Signals, d. h. des Erregerstroms I bzw. der Erregerspannung U.The electric signal generator Q has a monitoring unit Vu having a microprocessor and a memory for performing the following functions and storing data such as first and second threshold values SW1 and SW2 and other parameters. The monitoring unit Vü receives a copy of the first and second demodulated sensor signals Sa, Sa 'and analyzes them, as will also be explained below. Through the analysis, the monitoring unit Vü determines whether the first or second demodulated sensor signal Sa, Sa 'or a determined strength of a component of the first or second demodulated sensor signal Sa, Sa' exceeds the first threshold value SW1 or falls below the second threshold value SW2 , as explained above and will be explained below. Accordingly, the monitoring unit Vü outputs a monitoring signal Sü, which is received by the output unit QA coupled to it. The monitoring signal Sü contains information about the determined strength of a component of the first demodulated sensor signal Sa or the second demodulated sensor signal Sa '. This information may represent the strength itself and / or an indication as to whether the component's strength exceeds the first threshold SW1 or falls below the second threshold SW2. As a result, the check as to whether the detected intensity exceeds the first threshold value SW1 or falls below the second threshold value SW2 can take place in the monitoring unit Vü or in the output unit QA. The output unit QA reduces or increases the amplitude of the electrical signal in response to the received monitoring signal S, that is, the output signal QA. H. the excitation current I and the excitation voltage U.

Außerdem weist die Resolver-Steuerung RS eine Auswerteschaltung AE auf, die dazu vorbereitet ist, aus im Folgenden erläuterten Hüllkurven Us_, Us'_ von in den beiden Sensorwicklungen WS, WS' induzierten Spannungen Us, Us' den zeitlichen Verlauf der aktuellen Winkelstellung α des Rotors RO zu ermitteln. Im Folgenden sind zur Vereinfachung in nur die Hüllkurve Us_ und die Spannung Us dargestellt und die Spannung Us' und die Hüllkurve Us'_ sind analog zur Hüllkurve Us_ und Spannung Us. Die Auswerteschaltung AE stellt an einem Ausgang AEo ein digitales oder analoges Signal s(α) bereit, das die aktuelle Winkelstellung α des Rotors RO anzeigt.In addition, the resolver controller RS an evaluation circuit AE, which is prepared from the below-explained envelopes Us_, Us'_ of in the two sensor windings WS, WS 'induced voltages Us, Us' the time course of the current angular position α of Rotor RO to determine. The following are for simplicity in only the envelope Us_ and the voltage Us are shown and the voltage Us' and the envelope Us'_ are analogous to the envelope Us_ and voltage Us. The evaluation circuit AE provides at an output AEo a digital or analog signal s (α), which indicates the current angular position α of the rotor RO.

Das in 2 oben dargestellte Diagramm zeigt einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf eines Erregerstroms I durch die Erregerwicklung WE eines Resolvers R in einem ungestörten Betriebszustand. In Abhängigkeit der jeweiligen Kopplungsgrade wird durch das magnetische Wechselfeld ϕ in den Sensorwicklungen WS, WS' jeweils eine elektrische Spannung Us, Us' induziert, die näherungsweise ebenfalls sinusförmig ist und (sofern der Dopplereffekt vernachlässigbar ist) eine selbe Frequenz aufweist wie die Erregerspannung U. Bei Drehung des Rotors RO mit konstanter Drehgeschwindigkeit dα/dt um seine Hauptlängsachse ist ein zeitlicher Verlauf des Kopplungsgrads der ersten Sensorwicklung WS mit der Erregerwicklung WE sinusförmig. Die Frequenz des Kopplungsgrads entspricht der Drehzahl dα/(360°dt) des Rotors RO. Im Ergebnis ist die in der ersten Sensorwicklung WS induzierte Spannung Us mit der Frequenz dα/(360°dt), die der Drehung da/dt des Rotors RO entspricht, sinusförmig amplitudenmoduliert. Entsprechendes gilt für die zweite Sensorwicklung WS' mit einer Phasenverschiebung von entweder 90° oder 270°.This in 2 The graph shown above shows a sinusoidal time profile of an exciter current I through the field winding WE of a resolver R in an undisturbed operating state. Depending on the respective degrees of coupling, the alternating electric field φ in the sensor windings WS, WS 'induces an electrical voltage Us, Us', which is also approximately sinusoidal and (if the Doppler effect is negligible) has the same frequency as the excitation voltage U. Upon rotation of the rotor RO with a constant rotational speed dα / dt about its main longitudinal axis, a time profile of the degree of coupling of the first sensor winding WS with the excitation winding WE is sinusoidal. The frequency of the coupling degree corresponds to the rotational speed dα / (360 ° dt) of the rotor RO. As a result, the voltage Us induced in the first sensor winding WS at the frequency dα / (360 ° dt) corresponding to the rotation da / dt of the rotor RO is sinusoidally amplitude modulated. The same applies to the second sensor winding WS 'with a phase shift of either 90 ° or 270 °.

Das in der Mitte der 2 dargestellte Diagramm zeigt die amplitudenmodulierte Spannung Us, die durch das Wechselmagnetfeld ϕ mit wechselndem Kopplungsgrad in der ersten Sensorwicklung WS des Resolvers R induziert wird.That in the middle of the 2 The diagram shown shows the amplitude-modulated voltage Us, which is induced by the alternating magnetic field φ with varying degree of coupling in the first sensor winding WS of the resolver R.

Das in 2 unten dargestellte Diagramm zeigt einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des ersten Demodulators D. Das Ausgangssignal des ersten Demodulators D ist eine Hüllkurve Us_ der in der ersten Sensorwicklung WS induzierten Spannung Us. Diese Hüllkurve Us_ gibt einen zeitlichen Verlauf des ersten Kopplungsgrads wieder. Sie ist somit ein Maß für einen zeitlichen Verlauf einer ersten Vektorkomponente cosα der aktuellen Winkelstellung α des Rotors RO. Im Rahmen dieser Beschreibung sind Hüllkurven nicht vorzeichenlos, sondern sie unterscheiden sich in ihrem Vorzeichen.This in 2 The diagram below shows a sinusoidal time profile of the output signal of the first demodulator D. The output signal of the first demodulator D is an envelope Us_ of the voltage Us induced in the first sensor winding WS. This envelope Us_ represents a time course of the first degree of coupling. It is thus a measure of a time profile of a first vector component cos α of the current angular position α of the rotor RO. In this description, envelopes are not unsigned, but they differ in their sign.

Entsprechend ist das Ausgangssignal des zweiten Demodulators D' eine Hüllkurve Us'_ (nicht dargestellt) der in der zweiten Sensorwicklung WS' induzierten Spannung Us' (nicht dargestellt), wobei die Hüllkurve Us'_ ein zur Hüllkurve Us_ umgekehrtes Vorzeichen hat und einem an der horizontalen Symmetrieachse gespiegelten Spiegelbild der Hüllkurve Us_ entspricht. Die Hüllkurve Us'_ der in der zweiten Sensorwicklung WS' induzierten Spannung Us' gibt einen zeitlichen Verlauf des zweiten Kopplungsgrads wieder. Diese Hüllkurve Us'_ ist ein Maß eines zeitlichen Verlaufs einer zweiten Vektorkomponente sinα der aktuellen Winkelstellung α des Rotors RO.Correspondingly, the output signal of the second demodulator D 'is an envelope Us'_ (not shown) of the voltage Us' (not shown) induced in the second sensor winding WS', the envelope Us'_ having a sign inverse to the envelope Us_ and an an corresponds to the horizontal symmetry axis mirrored mirror image of the envelope Us_. The envelope Us'_ of the induced in the second sensor winding WS 'voltage Us' is a time course of the second degree of coupling again. This envelope Us'_ is a measure of a time characteristic of a second vector component sinα of the current angular position α of the rotor RO.

Das in 3 oben dargestellte Diagramm zeigt einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf eines Erregerstroms I durch die Erregerwicklung WE eines Resolvers R in einem gestörten Betriebszustand des Resolvers R, wenn die Störung durch einen Nebenschluss einer Sensorwicklung WS verursacht ist und die Erregerwicklung WE des Resolvers R von einer bekannten elektrischen Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt wird. Der eingeprägte Erregerstrom I unterscheidet sich hier nicht von dem in 2 dargestellten Erregerstrom.This in 3 The graph shown above shows a sinusoidal time course of an excitation current I through the excitation winding WE of a resolver R in a disturbed operating state of the resolver R when the fault is caused by a shunt of a sensor winding WS and the excitation winding WE of the resolver R from a known electrical energy source with electrical energy is supplied. The impressed excitation current I does not differ from the in 2 shown excitation current.

Wie das in 3 in der Mitte dargestellte Diagram zeigt, ist bei einem niederohmigen Nebenschluss (mit einem Nebenschlusswiderstand RN von beispielsweise weniger als 20 kΩ) das Sensorsignal Us offset-verschoben. Sofern der Aussteuerungsbereich (Arbeitsbereich) des Digital-Analog-Wandlers AD im störungsfreien Betrieb weitgehend ausgenutzt wird, führt die Offsetverschiebung zu einer Überschreitung der oberen Bo oder der unteren Bereichsgrenze Bu des Aussteuerungsbereichs B.Like that in 3 shown in the middle of the diagram, the sensor signal Us is offset-shifted in a low-impedance shunt (with a shunt resistance RN of, for example, less than 20 kΩ). If the modulation range (working range) of the digital-to-analog converter AD is largely utilized in trouble-free operation, the offset shift results in exceeding the upper Bo or the lower range limit Bu of the modulation range B.

Vom Demodulator D wird der nachfolgenden Auswerteeinheit AE dann nicht mehr das originalgetreue aufmodulierte Signal (die Hüllkurve) bereitgestellt, sondern das in der 3 unten dargestellte Signal Sa. Die von der Auswerteeinheit AE an ihrem Ausgang AEo bereitgestellten Informationen s(α) über die aktuelle Winkelstellung α des Rotors RO sind dann je nach Grad der Übersteuerung des Analog-Digital-Wandlers AD mehr oder weniger stark fehlerbehaftet. Dies wiederum kann zur Folge haben, dass ein fehlerfreier Betrieb der Maschine oder des Fahrzeugs, in der der Resolver R genutzt wird, nicht mehr möglich ist.From the demodulator D the subsequent evaluation unit AE then no longer the faithful modulated signal (the envelope) is provided, but that in the 3 Signal Sa shown below. The information s (α) provided by the evaluation unit AE at its output AEo on the current angular position α of the rotor RO are then more or less faulty depending on the degree of overdriving the analog-to-digital converter AD. This in turn can result in error-free operation of the machine or of the vehicle in which the resolver R is used is no longer possible.

Grundsätzlich wäre es zwar (als Vorkehrung für solche Fehlerfälle) möglich, die Spannung Us am Eingang des Analog-Digital-Wandlers AD von Haus aus (d. h. entwicklungsseitig) so zu verändern (anzupassen), dass eine Übersteuerung des Analog-Digital-Wandlers AD auch im Falle einer solchen Offsetverschiebung nicht auftritt. Dies hätte dann aber zum Nachteil, dass im ungestörten Betrieb zur Erzeugung des auszuwertenden digitalisierten Signals Usd nur noch ein kleinerer Teil der Quantisierungsstufen (also nicht mehr das bisher genutzte Auflösungsvermögen) des Analog-Digital-Wandlers AD nutzbar wäre. Damit wäre eine nachteilige Verschlechterung eines Signal-Rausch-Verhältnisses verbunden, die für den ungestörten Betrieb unerwünscht ist und eher noch im Notbetrieb tolerierbar sein kann.In principle, it would be possible (as a precaution for such error cases) to change (adapt) the voltage Us at the input of the analog-to-digital converter AD as such (that is, on the development side) such that an overdrive of the analog-to-digital converter AD also occurs in the case of such offset shift does not occur. However, this would have the disadvantage that in undisturbed operation for generating the digitized signal Usd to be evaluated, only a smaller part of the quantization levels (that is, not the previously used resolving power) of the analog-to-digital converter AD would be usable. This would result in a disadvantageous deterioration of a signal-to-noise ratio, which is undesirable for undisturbed operation and may still be tolerable in emergency operation.

Das in 4 oben dargestellte Diagramm zeigt einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf eines Erregerstroms I durch die Erregerwicklung WE eines Resolvers R in einem erfindungsgemäßen Betriebszustand des Resolvers R, der näherungsweise störungsfrei ist, obwohl hier der gleiche Nebenschluss der Sensorwicklung WS vorliegt wie in 3. Hierbei wurde mittels Veränderung der Amplitude ^U der Erregerspannung U das Sensorsignal bzw. die Sensorspannung Us in den Aussteuerungsbereich B des Analog-Digital-Wandlers AD zurückverlagert. Damit kann eine offsetfreie Rückgewinnung der aufmodulierten Winkelinformation α(t) und eine fehlerfreie Berechnung der Winkellage α(t) des Rotors RO auch im gestörten Betrieb des Resolvers R (beispielsweise bei einem Nebenschluss einer Sensorwicklung WS) erfolgen.This in 4 The diagram above shows a sinusoidal time course of a Exciter current I through the exciter winding WE a resolver R in an operating state of the resolver R according to the invention, which is approximately trouble-free, although here the same shunt of the sensor winding WS is present as in 3 , In this case, the sensor signal or the sensor voltage Us was shifted back into the modulation range B of the analog-to-digital converter AD by means of a change in the amplitude U of the excitation voltage U. In this way, an offset-free recovery of the modulated angle information α (t) and an error-free calculation of the angular position α (t) of the rotor RO can also take place in the disturbed operation of the resolver R (for example in the case of a shunt of a sensor winding WS).

Sofern der elektrische Signalgenerator Q dazu eingerichtet ist, zu erkennen, wenn keine Störung mehr vorliegt (beispielsweise der Nebenschluss nicht mehr vorhanden ist), kann er auch dazu eingerichtet sein, die Amplitude ^U der Erregerspannung U wieder zu erhöhen und damit in den ungestörten Betriebsmodus zurückzukehren, wenn sie erkennt, dass keine Störung mehr vorliegt.If the electrical signal generator Q is set up to detect when there is no longer a fault (for example, the bypass is no longer present), it can also be set up to increase the amplitude U of the excitation voltage U again and thus to the undisturbed operating mode return if she realizes that there is no longer a fault.

Die 5 zeigt Spannungszeitdiagramme in einem erfindungsgemäßen Betriebszustand des Resolvers R, der näherungsweise störungsfrei ist, obwohl hier ein Windungsschluss der Erregerwicklung WE vorliegt. Da sich das Spannungsübersetzungsverhältnis WS/WE, WS'/WE eines Übertragers (hier des Resolvers R) nach dem Windungszahlverhältnis zwischen Primärwicklung (hier WE) und Sekundärwicklung (hier WS bzw. WS') richtet und ein Windungsschluss der Erregerwicklung WE im Ergebnis einer Verringerung der Windungszahl der Primärwicklung eines Übertragers gleichkommt, führt der Windungsschluss der Erregerwicklung WE grundsätzlich zu einer Erhöhung der Amplitude ^Us der Sensorspannung Us. Um dies auszugleichen, verkleinert der elektrischen Signalgenerator Q der Resolver-Steuerung RS die Amplitude ^I des Erregerstroms I, so dass die Amplitude ^Us der Sensorspannung Us wieder im Aussteuerungsbereich B liegt.The 5 shows voltage-time diagrams in an operating state according to the invention of the resolver R, which is approximately trouble-free, although there is a turn-circuit of the excitation winding WE here. Since the voltage transmission ratio WS / WE, WS '/ WE of a transformer (here the resolver R) depends on the Windungszahlverhältnis between primary winding (here WE) and secondary winding (here WS or WS') and a winding short circuit of the field winding WE as a result of a reduction the number of turns of the primary winding of a transformer is the same, the short circuit of the exciter winding WE always leads to an increase in the amplitude ^ Us of the sensor voltage Us. To compensate for this, the electrical signal generator Q of the resolver control RS reduces the amplitude ^ I of the excitation current I, so that the amplitude Us Us of the sensor voltage Us is again in the control range B.

Die 6 zeigt Spannungszeitdiagramme in einem erfindungsgemäßen Betriebszustand des Resolvers R, der näherungsweise störungsfrei ist, obwohl hier ein Windungsschluss der Sensorwicklung WS vorliegt. Ein Windungsschluss der Sensorwicklung WS kommt im Ergebnis einer Verringerung der Windungszahl der Sekundärwicklung eines Übertragers gleich. Der Windungsschluss der Sekundärwicklung WS führt daher grundsätzlich zu einer Verringerung der Amplitude ^Us der Sensorspannung Us, wodurch sich eine Signal-Rausch-Abstand der Sensorspannung Us verschlechtert. Um dies auszugleichen, erhöht der elektrische Signalgenerator Q die Resolver-Steuerung RS die Amplitude ^I des Erregerstroms I, so dass die Amplitude ^Us der Sensorspannung Us den Aussteuerungsbereich B weitgehend ausnutzt und der Signal-Rausch-Abstand verbessert wird.The 6 shows voltage time diagrams in an operating state according to the invention of the resolver R, which is approximately free of interference, although there is a turn-circuit of the sensor winding WS here. A short circuit of the sensor winding WS is equal to the result of a reduction in the number of turns of the secondary winding of a transformer. The winding short circuit of the secondary winding WS therefore always leads to a reduction of the amplitude .mu.s of the sensor voltage Us, which causes a signal-to-noise ratio of the sensor voltage Us to deteriorate. To compensate for this, the electrical signal generator Q increases the resolver RS the amplitude ^ I of the excitation current I, so that the amplitude ^ Us of the sensor voltage Us largely exploits the modulation range B and the signal-to-noise ratio is improved.

7 zeigt eine Abhängigkeit einer Amplitude ^I eines Erregerstroms I von einer Stärke |S| eines Bestandteils (hier eines Gleichanteils) eines demodulierten Sensorsignals Sa eines Resolvers R. Wenn der Gleichanteil |S| des demodulierten Sensorsignals Sa einen vorgegebenen ersten Schwellenwert SW1 überschreitet, verringert der elektrische Signalgenerator Q der Resolver-Steuerung RS die Amplitude ^I des Erregerstroms I. Wenn der Gleichanteil |S| des demodulierten Sensorsignals Sa einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert SW2 unterschreitet, vergrößert der elektrische Signalgenerator Q der Resolver-Steuerung RS die Amplitude ^I des Erregerstroms I. Um ein Schwingen zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn der erste Schwellenwert SW1 um einen Hysteresewert HW größer ist als der zweite Schwellenwert SW2. 7 shows a dependence of an amplitude ^ I of an excitation current I of a magnitude | S | of a component (here a DC component) of a demodulated sensor signal Sa of a resolver R. If the DC component | S | of the demodulated sensor signal Sa exceeds a predetermined first threshold SW1, the electrical signal generator Q of the resolver control RS reduces the amplitude ^ I of the exciting current I. When the DC component | S | of the demodulated sensor signal Sa falls below a predetermined second threshold value SW2, the electrical signal generator Q of the resolver control RS increases the amplitude I of the excitation current I. In order to avoid oscillation, it is expedient for the first threshold value SW1 to be greater by a hysteresis value HW as the second threshold SW2.

Das in 8 gezeigte Verfahren 100 zum Erregen eines Resolvers R kann von dem elektrischen Signalgenerator Q, z. B. von einem Mikroprozessor der Überwachungseinheit Vü und/oder der Ausgangseinheit QA ausgeführt werden. In einem ersten Schritt 111, 112 wird die Erregerwicklung WE des Resolvers R betrieben, indem ein elektrisches Signal in der Form eines Erregerstrom I in die Erregerwicklung WE eingeprägt oder in der Form einer Erregerspannung U an der Erregerwicklung WE angelegt wird.This in 8th shown method 100 for energizing a resolver R can from the electrical signal generator Q, z. B. by a microprocessor of the monitoring unit Vü and / or the output unit QA are executed. In a first step 111 . 112 the excitation winding WE of the resolver R is operated by impressing an electrical signal in the form of an excitation current I in the exciter winding WE or in the form of an excitation voltage U is applied to the field winding WE.

In einem zweiten Schritt 120 wird eine Sensorspannung Us der Sensorwicklung WS erfasst. In einem dritten Schritt 130 wird, bspw. nach einer Umwandlung in ein digitalisiertes Sensorsignal Usd mittels Demodulation der erfassten Sensorspannung Us ein demoduliertes Sensorsignal Sa erzeugt. In einem vierten Schritt 140 wird eine Stärke |S| eines Bestandteils des demodulierten Sensorsignals Sa ermittelt. In einem fünften Schritt 150 wird ein Überwachungssignal Sü erzeugt, das eine Information über die ermittelte Stärke |S| des Bestandteils des Sensorsignals Sa beinhaltet. In einem sechsten Schritt 161 wird eine Amplitude ^U des Erregerstroms I oder der Erregerspannung U in Abhängigkeit des Überwachungssignals Sü verringert, wenn die ermittelte Stärke |S| des Bestandteils des demodulierten Sensorsignals Sa einen vorgegebenen ersten Schwellenwert SW1 überschreitet. Alternativ wird in dem sechsten Schritt 162 eine Amplitude ^U des Erregerstroms I oder der Erregerspannung U in Abhängigkeit des Überwachungssignals Sü vergrößert, wenn die ermittelte Stärke 151 des Bestandteils des demodulierten Sensorsignals Sa einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert SW2 unterschreitet.In a second step 120 a sensor voltage Us of the sensor winding WS is detected. In a third step 130 For example, after a conversion into a digitized sensor signal Usd by means of demodulation of the detected sensor voltage Us, a demodulated sensor signal Sa is generated. In a fourth step 140 becomes a strength | S | a component of the demodulated sensor signal Sa determined. In a fifth step 150 a monitoring signal S u is generated which contains information about the determined strength | S | of the component of the sensor signal Sa includes. In a sixth step 161 is an amplitude ^ U of the excitation current I or the excitation voltage U in response to the monitoring signal Sü reduced when the determined strength | S | of the component of the demodulated sensor signal Sa exceeds a predetermined first threshold value SW1. Alternatively, in the sixth step 162 amplifies an amplitude ^ U of the excitation current I or the excitation voltage U as a function of the monitoring signal S, if the determined strength 151 the component of the demodulated sensor signal Sa falls below a predetermined second threshold value SW2.

Das obige Verfahren wurde beispielhaft für die Sensorspannung Us der ersten Sensorwicklung WS erklärt, wobei es für die Sensorspannung Us' der zweiten Sensorwicklung WS' analog ausgeführt wird.The above method has been exemplary for the sensor voltage Us of the first sensor winding WS explained, where it is analogous to the sensor voltage Us 'of the second sensor winding WS'.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Schaltungsanordnungcircuitry
ADAD
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
AD'AD '
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
AEAE
Auswerteeinheitevaluation
AEoAEo
Ausgang der AuswerteeinheitOutput of the evaluation unit
BoBo
obere Grenze des Arbeitsbereichsupper limit of the work area
BuBu
untere Grenze des Arbeitsbereichslower limit of the workspace
DD
erster Demodulatorfirst demodulator
D'D '
zweiter Demodulatorsecond demodulator
DPDP
Drehwinkelposition der ersten SensorwicklungAngular position of the first sensor winding
DP'DP '
Drehwinkelposition der zweiten SensorwicklungAngular position of the second sensor winding
FZFZ
Fahrzeugvehicle
HWHW
Hysteresewerthysteresis
11
Erregerstromexcitation current
^I^ I
Amplitude eines ErregerstromsAmplitude of an excitation current
QQ
elektrische Energiequelleelectrical energy source
QAQA
Ausgangseinheit der EnergiequelleOutput unit of the power source
RR
Resolverresolver
RNRN
NebenschlusswiderstandShunt resistor
RORO
Rotorrotor
RSRS
Resolver-SteuerungResolver Control
SaSat.
erstes demoduliertes Sensorsignalfirst demodulated sensor signal
Sa'Sa '
zweites demoduliertes Sensorsignalsecond demodulated sensor signal
|S|| S |
Stärke des Bestandteils des SensorsignalsStrength of the component of the sensor signal
STST
Statorstator
sweet
Überwachungssignalheartbeat
SW1SW1
erster Schwellenwertfirst threshold
SW2SW2
zweiter Schwellenwertsecond threshold
s(α)s (α)
Ausgangssignal der AuswerteinheitOutput signal of the evaluation unit
tt
ZeitTime
^U^ U
Amplitude einer ErregerspannungAmplitude of an excitation voltage
^Us^ Us
Amplitude der ersten SensorspannungAmplitude of the first sensor voltage
UsUs
erste Sensorspannungfirst sensor voltage
Usdusd
erste digitalisierte Sensorspannungfirst digitized sensor voltage
Us_Us_
Hüllkurve der ersten SensorspannungEnvelope of the first sensor voltage
Us'Us'
zweite Sensorspannungsecond sensor voltage
Usd'usd '
zweite digitalisierte Sensorspannungsecond digitized sensor voltage
vii
Überwachungsvorrichtungmonitoring device
WEWE
Erregerwicklungexcitation winding
WSWS
erste Sensorwicklungfirst sensor winding
WS'WS '
zweite Sensorwicklungsecond sensor winding
αα
Drehwinkelangle of rotation
100100
Verfahrenmethod
111111
Einprägen eines ErregerstromsImprinting an excitation current
112112
Anlegen einer ErregerspannungApplying an excitation voltage
120120
Erfassen einer SensorspannungDetecting a sensor voltage
130130
Erzeugen eines demodulierten SensorsignalsGenerating a demodulated sensor signal
140140
Ermitteln einer Stärke eines Bestandteils eines SensorsignalsDetermining a strength of a component of a sensor signal
150150
Erzeugen eines ÜberwachungssignalsGenerating a monitoring signal
161161
Verringern einer Amplitude eines Erregerstroms oder einer Erregerspannung in Abhängigkeit des ÜberwachungssignalsReducing an amplitude of an excitation current or excitation voltage in response to the monitoring signal
162162
Verringern einer Amplitude eines Erregerstroms oder einer Erregerspannung in Abhängigkeit des ÜberwachungssignalsReducing an amplitude of an excitation current or excitation voltage in response to the monitoring signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 1298298 A [0005] DE 1298298 A [0005]

Claims (9)

Elektrischer Signalgenerator (Q) zum Betreiben einer Erregerwicklung (WE) eines Resolvers (R), wobei der Resolver (R) wenigstens eine Sensorwicklung (WS, WS') aufweist, die in Reaktion auf das Betreiben der Erregerwicklung (WE) eine Sensorspannung (Us, Us') ausgibt, gekennzeichnet durch – eine Überwachungsvorrichtung (Vü), die zum Empfangen eines die Sensorspannung (Us, Us') repräsentierenden Sensorsignals (Sa, Sa'), zum Ermitteln einer Stärke (|S|) eines Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') und zum Erzeugen eines Überwachungssignals (Sü) ausgebildet ist, das eine Information über die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') enthält; und – eine Ausgangseinheit (QA), die dazu ausgebildet ist, ein elektrisches Signal (I, U) zum Betreiben der Erregerwicklung (WE) bereitzustellen und in Abhängigkeit des Überwachungssignals (Sü) eine Amplitude (^I, ^U) des elektrischen Signals (I, U) zu verringern, wenn die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (SW1) überschreitet und/oder in Abhängigkeit des Überwachungssignals (Sü) eine Amplitude (^I, ^U) des elektrischen Signals (I, U) zu vergrößern, wenn die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert (SW2) unterschreitet.Electrical signal generator (Q) for operating a field winding (WE) of a resolver (R), wherein the resolver (R) at least one sensor winding (WS, WS '), in response to the operation of the field winding (WE) a sensor voltage (Us Spends, Us'), marked by - A monitoring device (Vü), for receiving a sensor voltage (Us, Us') representing the sensor signal (Sa, Sa '), for determining a strength (| S |) of a component of the sensor signal (Sa, Sa') and for generating a monitoring signal (S u) is formed, which contains information about the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa '); and - An output unit (QA), which is adapted to provide an electrical signal (I, U) for operating the excitation winding (WE) and in response to the monitoring signal (Sü) an amplitude (^ I, ^ U) of the electrical signal (I , U), if the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') exceeds a predetermined first threshold value (SW1) and / or an amplitude (^ I, ^ U) of the electrical signal (I, U) to increase when the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') below a predetermined second threshold value (SW2). Elektrischer Signalgenerator nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil, dessen Stärke (|S|) mittels der Überwachungsvorrichtung (Vü) ermittelt wird, einen Gleichanteil des Sensorsignals (Sa, Sa'), einen Maximalwert des Sensorsignals (Sa, Sa') oder einen Minimalwert des Sensorsignals (Sa, Sa') umfasst.Electrical signal generator according to claim 1, wherein the component whose intensity (| S |) is determined by means of the monitoring device (Vü), a DC component of the sensor signal (Sa, Sa '), a maximum value of the sensor signal (Sa, Sa') or a minimum value of the sensor signal (Sa, Sa '). Elektrischer Signalgenerator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bestandteil, dessen Stärke (|S|) mittels der Überwachungsvorrichtung (Vü) erfasst wird, eine Amplitude (^Sa) des Sensorsignals (Sa, Sa') umfasst.An electric signal generator according to claim 1 or 2, wherein the component whose intensity (| S |) is detected by the monitoring device (Vü) has an amplitude (^ Sa) of the sensor signal (Sa, Sa '). Elektrischer Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Abhängigkeit zwischen der Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') und der Amplitude (^I) des elektrischen Signals (I, U) streng monoton ist, wenn die Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') höher ist als der vorgegebene erste Schwellenwert (SW1).An electric signal generator according to any one of claims 1 to 3, wherein a dependency between the strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') and the amplitude (^ I) of the electrical signal (I, U) is strictly monotone, when the strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') is higher than the predetermined first threshold value (SW1). Elektrischer Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Abhängigkeit zwischen der Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') und der Amplitude (^I) des elektrischen Signals (I, U) streng monoton ist, wenn die Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') niedriger ist als der vorgegebene zweite Schwellenwert (SW2).An electric signal generator according to any one of claims 1 to 4, wherein a dependency between the strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') and the amplitude (^ I) of the electrical signal (I, U) is strictly monotonic. when the strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') is lower than the predetermined second threshold value (SW2). Elektrischer Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Schwellenwert (SW1) um einen Hysteresewert (HW) größer ist als der zweite Schwellenwert (SW2).Electrical signal generator according to one of claims 1 to 5, wherein the first threshold value (SW1) by a hysteresis value (HW) is greater than the second threshold value (SW2). Schaltungsanordnung (10) mit einem Resolver (R), der eine Erregerwicklung und wenigstens (WE) eine Sensorwicklung (WS, WS') aufweist, und mit einer Resolver-Steuerung (RS), wobei die Resolver-Steuerung (RS) einen elektrischen Signalgenerator (Q) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist und wenigstens einen Analog-Digital-Wandler (AD, AD') der mit der wenigstens einen Sensorwicklung (WS, WS') zum Empfang der Sensorspannung (Us, Us') gekoppelt ist und wobei der erste (SW1) und/oder der zweite Schwellenwert (SW2) einen Betriebsbereich des wenigstens einen Analog-Digital-Wandlers (AD, AD') repräsentieren.Circuit arrangement ( 10 ) with a resolver (R), which has a field winding and at least (WE) a sensor winding (WS, WS '), and with a resolver control (RS), wherein the resolver control (RS) an electrical signal generator (Q) according to one of the preceding claims and at least one analog-to-digital converter (AD, AD ') is coupled to the at least one sensor winding (WS, WS') for receiving the sensor voltage (Us, Us') and wherein the first (SW1 ) and / or the second threshold (SW2) represent an operating range of the at least one analog-to-digital converter (AD, AD '). Kraftfahrzeug (FZ) mit einer Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 7.Motor vehicle (FZ) with a circuit arrangement ( 10 ) according to claim 7. Verfahren zum Betreiben eines Resolvers (R), wobei der Resolver (R) eine Erregerwicklung (WE) und wenigstens eine Sensorwicklung (WS, WS') aufweist, die in Reaktion auf das Betreiben der Erregerwicklung (WE) eine Sensorspannung (Us, Us') ausgibt, wobei das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst: – Betreiben (111, 112) der Erregerwicklung (WE) mit einem elektrischen Signal (U, I); – Erfassen (120) der Sensorspannung (Us, Us'); – Erzeugen (130) eines Sensorsignals (Sa, Sa') auf Grundlage der erfassten Sensorspannung (Us, Us'); gekennzeichnet durch die Schritte: – Ermitteln (140) einer Stärke (|S|) eines Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa'); – Erzeugen (150) eines Überwachungssignals (Sü), das eine Information über die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des demodulierten Sensorsignals (Sa, Sa') enthält; – Verringern (161) einer Amplitude (^U) des elektrischen Signals (I, U) in Abhängigkeit des Überwachungssignals (Sü), wenn die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (SW1) überschreitet, und/oder – Vergrößern (162) einer Amplitude (^U) des elektrischen Signals (I, U) in Abhängigkeit des Überwachungssignals (Sü), wenn die ermittelte Stärke (|S|) des Bestandteils des Sensorsignals (Sa, Sa') einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert (SW2) unterschreitet.Method for operating a resolver (R), wherein the resolver (R) has a field winding (WE) and at least one sensor winding (WS, WS ') which generates a sensor voltage (Us, Us') in response to the operation of the field winding (WE). ), the method ( 100 ) comprises the following steps: - operating ( 111 . 112 ) of the excitation winding (WE) with an electrical signal (U, I); - To capture ( 120 ) of the sensor voltage (Us, Us'); - Produce ( 130 ) of a sensor signal (Sa, Sa ') based on the detected sensor voltage (Us, Us'); characterized by the steps: - determining ( 140 ) a strength (| S |) of a component of the sensor signal (Sa, Sa '); - Produce ( 150 ) a monitoring signal (S u) containing information about the detected strength (| S |) of the component of the demodulated sensor signal (Sa, Sa '); - Reduce ( 161 ) of an amplitude (U U) of the electrical signal (I, U) as a function of the monitoring signal (S)), when the determined strength (S S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') exceeds a predetermined first threshold value (SW1) , and / or - Enlarge ( 162 ) an amplitude (^ U) of the electrical signal (I, U) in response to the monitoring signal (Sü), when the determined strength (| S |) of the component of the sensor signal (Sa, Sa ') below a predetermined second threshold value (SW2) ,
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1298298B (en) 1965-08-19 1969-06-26 Int Standard Electric Corp Electrical angle measuring device for a rotating shaft with digital output

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